[发明专利]一种水体除氟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水体除氟的方法。

背景技术

氟是人体必需的微量元素之一，适量的氟(水氟0.5～1mg/L)可以防止龋齿、增强骨骼、预防骨质疏松症。

氟是一个双阈性的元素，其过量和不足都会对人体带来危害。

人体通过饮水、食物和空气等多种途径摄入氟。一般成人每日从饮食中获取2.4mg的氟，其中来自水1.4mg，占总摄入量的60％；食物1.0mg，占40％。空气氟在一般情况下可忽略不计，但空气污染应予重视。人类对于氟的获取主要来源于食物：海产品，茶叶，苹果，牛奶，蛋，饮水等。人们日常饮用水含氟量一般控制在0.5～1mg/L。

氟摄取不足(水氟低于0.5mg/L)会引起龋齿、骨质疏松、骨骼生长缓慢、骨密度和脆性增加等症状。过量的氟(水氟高于1mg/L)会引起氟斑牙、氟骨病，甚至会引起氟中毒。

地方性氟中毒在我国分布面非常广泛，到目前为止，除上海市、海南省以外，我国其余各省、直辖市、自治区中均有地方性氟中毒病区存在。地方性氟中毒是一种慢性全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼上。氟对牙齿的损害主要表现为氟斑牙，引起牙釉质白垩、着色、缺损改变以及严重的磨损。主要危害7-8岁以下的婴幼儿，一旦形成残留终生。氟中毒引起氟骨症，主要表现腰腿及全身关节麻木、疼痛、骨关节变形，出现弯腰驼背，发生功能障碍，乃至瘫痪。氟还能引起神经系统障碍，由于氟直接损伤神经系统或骨骼病变压迫中枢神经，也会造成相应的症状和体征。另外，氟对肌肉、肾脏、甲状腺、甲状旁腺等也产生不同程度损害。人体对氟的过量的摄入带来诸多的危害，因此，除氟材料的开发与研究具有非常重要的意义。

目前，水体除氟的方法主要有化学沉淀法、混凝沉降法、吸附与离子交换法及电凝聚法、电渗析法、反渗透法等，除氟试剂主要有石灰、硫酸铝、氯化铝、骨炭、沸石、氧化锆、活性氧化铝、活性氧化镁等。但是用这些方法以及这些试剂处理的出水难以达到饮用水标准，而且处理工序复杂、流程诸多、效果不佳、成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水体除氟的方法，步骤如下：

a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；

b)调节含氟水体的pH至4～5；

c)向步骤b)得到的水体中加入所述磷酸三钙粉末，经过70～90min的充分搅拌后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为：2000～4000∶5。

优选地，步骤a)所述磷酸三钙粉末的粒径小于420μm；步骤b)以盐酸调节所述含氟水体的pH至4～5，优选pH值为4；步骤c)所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为：4000∶5。

本发明能够达到以下技术效果：本发明所提供的除氟方法可以显著去除水体中的氟，并且除氟率高，而且磷酸三钙的除氟容量也很高。适当的增加磷酸三钙的用量可以提高除氟率，使水体氟含量达到饮用水标准。

本发明相比现有技术具有如下优点：除氟试剂磷酸三钙来源充足，且价格低，操作简单，除氟率高，除氟剂的除氟容量高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1以正交实验法找出本发明水体除氟方法的优化条件

实验步骤如下：

a)将磷酸三钙粉碎，得到磷酸三钙粉末；

b)调节含氟水体的pH至4～5；

c)向步骤b)得到的水体中加入所述磷酸三钙粉末，经过70～90min的充分搅拌后过滤，其中，所述磷酸三钙的加入量与所述含氟水体中氟的质量比为：2000～4000∶5。

正交实验的设计及操作方法：

按照下表对实验中各试剂进行定量加入：测定含氟水体的氟含量为5.881mg/L，取50mL含氟水体，用盐酸调节pH至指定的值4、5、6(pH值不宜小于4，因为用离子选择电极法测定F离子的浓度会存在较大的误差，而且太多盐酸的加入提高了水体的酸度，会对水体产生二次污染，而且成本也会变高)，向此含氟水体中加入一定质量(0.20g、0.4g、0.6g)的粒径小于420μm(即过40目筛)的磷酸三钙粉末，经过设定时间(80min、120min、160min)的充分搅拌，测定最终水体的氟含量(扣除空白值)，计算出磷酸三钙的除氟率(％)以及除氟容量(mg/kg)，具体数据见下表中。

^*实验3多次重复操作实验所测出的数据均高于起初浓度(CF＝5.881mg/L)